감마선 처리에 의한 장미 돌연변이 유기 및 신품종 육성 = Induction of Mutation and Breeding of New Cultivars by Irradiation of Gamma-Ray in Rosa hybrida Hort.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was carried out to establish a system for mutation breeding by irradiation of gamma-ray, and to develop new varieties through mutation in Rosa hybrida Hort. Firstly, the rooted cuttings of two roses, ‘Spidella’ and ‘Cabernet’ were irradiated with different gama-ray doses (0, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150 and 170 Gy) from a (60)^Co source to reveal an optimal dose for induction of mutants. The irradiated plants were planted in a greenhouse, and investigated on the appearance of petal color mutants and shoot growth by gamma ray dose. The 50% lethal doses (LD_(50)) of plant were different according to cultivars, which were 110 Gy for 'Spidella' and 150 Gy for ‘Cabernet’. The 50% length decrease dose of shoot was observed at 70～90 Gy dose for ‘Spidella’, and 110 Gy dose for ‘Cabernet’. Solid, chimeric and mosaic petal mutants of various colors were induced from pink petal of ‘Spidella’ and red petal of ‘Cabernet’ when 30～170 Gy dose was irradiated. It was suitable to irradiate 70～90 Gy dose for ‘Spidella’ and 90～110Gy dose for ‘Cabernet’ for the induction of various mutants considering plant survival rate, shoot growth and mutant occurrence rate. Secondly, new roses, ‘Saeromi’, ‘Gamsami’ and ‘Sarangmi’ were developed by mutation breeding through gamma irradiation. The rooted cuttings of ‘Kardinal’ with a shoot (about 10 cm long) were irradiated at 70 Gy gamma-ray dose from a (60)^Co source to induce mutants in 2002. The irradiated plants were planted at field in 2002, and spotting of petal color mutants was investigated from 2002 to 2003. Mutant twigs with a light pink, a pink, a deep pink and a red orange flower were induced from ‘Kardinal’ plants with red (Red group, 44A, 45B) flowers in 2002 and 2003. Rooted cuttings of each mutant twig were planted to greenhouse and tested to be a stable mutant in the greenhouse from 2004 to 2008. Each stable mutant was propagated again by cutting at 2008, and hydroponic-cultured to evaluate characteristics from 2008 to 2009 in a farm. Each mutant was named ‘Gamsami’, ‘Saeromi’, ‘Sarangmi’ and ‘Gippeumi’ because each had high quality in flower color, shape, fragrance, etc. ‘Saeromi’ shows a standard flower with light pink (Red group, 55B～55D) petals. It has 9.2 cm wide flowers, 30.5 petals per flower, more or less strong fragrance, and vase life of about 6.8 days. ‘Saeromi’ shows the smallest flower size among original ‘Kardinal’ and its other mutant counterparts. It has 60.4 cm long stem and 8.5 cm long peduncle shorter than its original ‘Kardinal’. ‘Gamsami’ shows a standard flower with pink (Red group, 63A～63B) petals. It has 12.9 cm wide flowers, 39.8 petals per flower which is the highest in petal number among the mutants, more or less strong fragrance, and long vase life of 7.2 days. It has 67.2 cm long stem and 10.4 cm long peduncle close to its original ‘Kardinal’. ‘Sarangmi’ shows also a standard flower with deep pink (Red purple, N57A～N57C) petals. It has 11.0 cm wide flowers, 31.0 petals per flower, and vase life of 7.0 days. ‘Sarangmi’ shows flower diameter similar to original ‘Kadinal’. It has 69.2 cm long stem and 9.0 cm long peduncle. ‘Gippeumi’ shows a standard flower with an orange-red (Red group, 43A～43B) flower. It has 11.7 cm wide flowers, 38 petals per flower, more or less strong fragrance, and vase life of about 7.5 days. It has 65.7 cm long-stem and 10.0 cm long-flower peduncle close to its original ‘Kardinal’.

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 감마선 처리에 의한 장미(Rosa hybrida Hort.) 돌연변이 유기 방법 개발 및 이를 이용한 신품종 장미의 육성을 위하여 실시하였다. 먼저 장미 스피델라와 커버넷 두 품종에 (60)^Co 선원으로부터 다른 선량(0, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170 Gy)의 감마선을 처리하여 돌연변이 유기에 적정한 선량을 구명하고 식물체의 생육 및 변이의 발생 양상을 구명하였다. 50% 식물체가 치사(LD_(50))하는 선량은 품종에 따라 차이가 있었는데 ‘스피델라’는 110Gy에서, ‘커버넷’은 150Gy 처리에서 50%의 식물체가 고사하였다. 식물체의 50% 신초길이 감소 선량은 ‘스피델라’에서 70Gy 선량 정도 이었는데 비해 '커버넷'에서는 110Gy 선량에서 나타났다. 30～170 Gy 선량에서 다양한 색의 완전변이, 키메라, 모자익 꽃잎을 가진 변이체를 분홍색의 '스피델라'와 적색의 '커버넷'으로부터 유기할 수 있었다. 돌연변이 유기를 위해서 식물체 생존율, 신초생장, 돌연변이 발생률을 고려할 때 ‘스피델라’는 70～90 Gy, ‘커버넷’은 90～110Gy의 선량 처리가 적당하였다. 다음으로 감마선 조사에 의한 돌연변이 육종법에 의해 새로운 장미 ‘새로미’와 ‘감사미’, ‘사랑미’, ‘기쁘미’를 육성하였다. 약 10cm 신초를 가진 ‘카디날’의 삽목묘에 돌연변이를 유기하기위해 70Gy 선량의 감마선을 처리하여 포장에 심어서 2002년부터 2003년에 걸쳐 화색변이 발생을 관찰하였다. 2002년과 2003년에 연분홍색, 분홍색, 진분홍색의 화색 돌연변이를 발견하여 각각 온실에서 옮겨 심고, 이들로부터 다시 변이지를 채취하여 삽목묘를 만들어 2004년부터 2007년까지 재배하면서 이들 변이가 완전변이로 고정된 것을 확인하였다. 각 계통은 2008년 삽목·증식하여 2008～2009년까지 농가에서 수경재배하고 각각의 특성을 조사한 결과, 모두 우수한 것으로 나타나, 연분홍색 변이체를 ‘새로미’, 분홍색 변이체를 ‘감사미’, 진분홍색 변이체를 ‘사랑미’로 각각 명명하였다. ‘새로미’는 ‘카디날'의 화색이 적색(Red group, 44A, 45B)인데 비해 연분홍색(Red group, 55B～55D) 꽃잎을 가졌다. 화폭은 9.2cm, 꽃잎 수는 30.5개이었다. 절화장의 길이는 60.4cm, 화수장은 8.5cm이다. ‘새로미’의 꽃은 ‘카디날’이나 ‘감사미’, ‘사랑미’보다 작으며, 절화장과 화수장도 짧았다. ‘감사미’는 화사한 파스텔색 계통의 분홍색(Red group, 63A～63B)꽃잎을 가졌다. 화폭은 12.9cm로 ‘카디날’과 비슷하고, 꽃잎 수는 39.8장으로 많으며 향기는 다소 강한 편이다. 절화수명은 7.2일 내외이다. 절화장과 화수장은 각각 67.2cm, 10.4cm로 ‘카디날’과 유사하다. ‘사랑미’는 파스텔색 계통의 진분홍색(Red purple group, N57A～N57C) 꽃잎을 가졌다. 화폭은11.0cm이고 ‘카디날’과 비슷하나, 꽃잎 수는 31.0장으로 적다. 절화수명은 7.0일 내외이다. 절화장과 화수장은 각각 69.2cm, 9.0cm로 ‘카디날’과 유사하다. ‘기쁘미’는 원품종인 '카디날'의 화색이 적색(Red group, 44A, 45B)인데 비해 밝고 화사한 파스텔색 계통의 주황색 (Red group, 43A～43B)이다. 화폭은 11.7cm이며, 꽃잎 수는 38.0장이고 향기는 다소 강한 편이며 절화수명은 7.5일 내외이다. 절화장과 화수장이 각각 65.7cm, 10.0cm로 ‘카디날’과 유사하다.

목차 (Table of Contents)

• 제Ⅰ장 서론 1
• 제Ⅱ장 연구사 3
• 제1절 장미속 식물의 분류 및 현대장미 3
• 제2절 장미 육종 현황 4
• 제Ⅲ장 재료 및 방법 7
• 제1절 돌연변이 유기 조건 및 변이 형태 7
• 제2절 돌연변이 품종 육성 8
• 제Ⅳ장 결과 및 고찰 9
• 제1절 돌연변이 유기 조건 및 변이 형태 9
• 제2절 돌연변이 품종 육성 18
• 참고문헌 24
• ABSTRACT 27